CZ311695A3 - Spinning nozzle - Google Patents

Description

Zvlákňovací tryska

Oblast techniky j' . _3|yd

Tento vynález se týká zvlákňovacích trysek a zvlá^^í^^gyj se vztahuje ke zvlákňovací tryskám, které jsou vhodné ke avá0 zvlákňování tvarovaných celulózových produktů (například filamentů) z roztoku celulózy v rozpouštědle, obzvláště 9 6 II l 2 v terciárním amin-N-oxidu. 1 ; oi§oa

Dosavadní stav techniky · 5 fi I f P

McCorsley v US patentu č. 4 416 698, jehož obsah^se ~ zde zahrnuje do známého stavu techniky, popisuje systém výroby celulózových filamentů rozpuštěním celulózy ve vhodném rozpouštědle, jako je terciární amin-N-oxid. Jedním ze znaků takového systému je, že roztok, obecně označovaný jako zvlákňovací roztok, je horký a pokud obsahuje významné množství celulózy, je také viskózní, co vyžaduje použití vytlačovacích tlaků v rozmezí od 1,5 do 20,0 MPa. Takové tlaky jsou podobné tlakům, s jakými je zkušenost v systémech pro zvlákňování polymeru v tavenině, jako v systémech tvořených polyesterem.

Když se má vyrobí roztok celulózy v rozpouštědle, roztok se vytlačuje neboli zvlákňuje vhodnou montážní sestavou trysky, za použití nespecifikované trysky k výrobě tvarovaného materiálu, který se odvádí do vody k regeneraci celulózy vyluhováním aminoxidu jako rozpouštědla z vytlačovaného materiálu.

Produkce uměle formovaných filamentů z materiálu vytlačováním neboli zvlákňováním roztoku nebo kapaliny zvlákňovací tryskou za vzniku filametů je samozřejmě dobře známa. Na počátku se vyrobí relativně malý počet jednotlivých filamentů, přičemž filamenty se jednotlivě navinují pro použití jako kontinuální filamentový materiál. To znamená, že počet kontinuálních filamentů, který je zapotřebí být vyroben, je v podstatě určen počtem filamentů, které by se jednotlivě navinuly bud' před nebo po vysušení.

Avšak pokud se vyrábí vlákno jako kabel nebo pokud se vlákno vyrábí jako staplové vlákno, potom se používají rozdílná kriteria na počet filamentů, které se mají současně vyrobit.

Kabel v zásadě zahrnuje svazek v podstatě paralelních filamentů, které se nezpracovávají jednotlivě. Staplové vlákno v podstatě zahrnuje hmotu krátkého pramene z vláken. Staplové vlákno se může vyrobit nastřiháním vysušeného kabele nebo se může vyrobit formováním kabele, nastříháním, zatímco je stále v mokrém stavu, a vysušením nastřihané hmoty staplového vlákna.

Protože není zapotřebí zpracovávat jednotlivé filamenty v případě kabelového nebo staplového produktu, může se současně vyrábět velmi veliký počet pramenů nebo filamentů.

Tak v případě zvlákňovacích trysek pro výrobu kabele nebo staplového vlákna, v porovnání se zvlákňovacími tryskami používanými pro výrobu kontinuálního filamentového materiálu, je ekonomicky podstatné používat zvlákňovací trysky s velkým počtem zvlákňovacích otvorů.

Z počátku zvlákňovací tryska pro výrobu kontinuálního filamentů mohla mít od 20 do 100 otvorů, přičemž produktivita se zvyšovala použitím vyšších rychlostí zvlákňování. Se zvlákňovací tryskami používanými pro výrobu kabele nebo staplového vlákna počet otvorů mohl růst do tisíců nebo i do deseti tisíců. Tak se mohla zvyšovat produktivita použitím většího počtu otvorů, stejně jako vyšších rychlostí.

Z počátku se takové zvlákňovaci trysky s velkým počtem otvorů vyráběly z tenkých desek, jako v polyesterových tryskách. Avšak je nákladné a časově náročné vyrobit velký počet otvorů do takových tenkých desek. Tak byly podniknuty pokusy použít tenčích desek přijetím misek z kovu a vytvoření otvorů skrz misky za vzniku zvlákňovaci trysky ve formě miskového člena, s otvory uspořádanými v nějakém vhodném vzoru v nižší části misky. Takové miskové členy se potom zašroubovaly do trysky pro výrobu zvlákněného materiálu.

Bohužel však produkce trysek je velmi nákladný a časově náročný proces. Každý otvor musí být přitom proražen jednotlivě. Velmi často jsou otvory složeného tvaru a jsou vyráběny řadou vrtacích, děrovacích nebo obráběcích operací, které byly teprve nedávno poloautomat!zovány.

Při jakémkoli výrobním procesu je riziko defektů a pro danou procentuální úroveň defektů, jakkoli nízkou, absolutní počet defektů na trysku se bude zvyšovat, jak poroste počet otvorů v trysce. To může znamenat, že se dosáhne stavu, kdy není praktické zvyšovat počet otvorů v jedné ploše trysky, protože nastává riziko, že konečný produkt bude mít příliš mnoho defektů, než aby byl použitelný bez následující renovace.

Jednou cestou jak obejít tento problém je přijmout tak zvané skupinové trysky nebo vložkové trysky. Ve skupinové trysce je vytvořen velký počet malých vložek, každý se zvláštním počtem otvorů, například od 1 do 1500 otvorů.

Takové skupinové trysky mají široké použití při výrobě celulózových filamentů viskózovým procesem. Jednotlivé vložkové trysky se mohou vyrábět relativně levně a pokud se zjistí defekt v jednom otvoru v jedné vložce, zvláštní vložka se může nahradit bez ztráty práce z produkujících mnoha tisíců otvorů. Vložky skupinové trysky se vkládají do otvoru takovým způsobem, že tlak zvlákňovacího roztoku neboli roztoku pro zvlákňování působí v zvlákňovaci trysce sklon k pevnému přitlačení zvlákňovacích trysek do otvoru montážní sestavy skupinové trysky.

Takové montážní sestavy trysek v jediné misce typu trysky s velkým počtem otvorů nebo typu skupinové trysky se široce používají při výrobě viskózové celulózy. Viskózová celulóza se zvlákňuje za mokra. Příklady takových trysek lze najít v Ullmanově Encyclopedia of Xndustrial Chemistry, 5. vyd., svazek A10, str. 554 /1987/.

Ullman také uvádí, že je možné používat obdélníkové zvlákňovaci trysky při zvlákňování polyolefinových vláken.

Podstata vynálezu

Tento vynález se týká způsobu výroby a struktury zvlákňovaci trysky, obzvláště vhodné pro výrobu celulózových vláken z roztoku celulózy v rozpouštědle. Takové zvlákňovaci trysky jsou dále zvláště vhodné pro výrobu staplového vlákna z celulózy, vyráběného z roztoku celulózy v rozpouštědle, jako je aminoxid.

Z jednoho hlediska tento vynález skýtá zvlákňovaci trysku, která je vyznačena tím, že je tvořena deskou z kovu opatřenou otvory, přičemž deska má větší počet otvorů pro zvlákňování tvarovaného produktu ze zvlákňovacího roztoku, a deska opatřená otvory je navařena okolo svého okraje ke kovovému rámovému členu.

Dalším znakem je zvlákňovaci tryska pro zvlákňování většího počtu celulózových filamentů z roztoku celulózy v rozpouštědle, přičemž zvlákňovací tryska má rámový člen vymezující část, jejímiž otvory se vede roztok za vzniku filamentů, která je vyznačena tím, že otvory nejbližší k rámovému členu jsou větší v průměru, ve své nejmenší části průměru, než otvory v oblasti vzdálenější od rámového člena.

Ještě dalším znakem tohoto vynálezu je zvlákňovací tryska pro výrobu většího počtu celulózových filamentů z roztoku celulózy v rozpouštědle pro celulózu, který je vyznačen tím, že

i) kovová rámová konstrukce zahrnuje vnější stěnu obecně obdélníkového tvaru v půdorysu, kde vnější stěna vymezuje prostor do hloubky mezi dvěma okraji stěny rovnými k hloubce zvlákňovací trysky, přičemž obdélníková rámová konstrukce má délku a šířku, kde délka je větší než šířka tak, jak je definována hlavní osa a vedlejší osa, ii) vně se rozprostírající příruba obklopuje obvod stěny spojené se stěnou, iii) alespoň jedna hlavní osa vnitřní vyztužující stěny a alespoň jedna vedlejší osa vnitřní vyztužující stěny jsou příčně k hlavni ose vyztužující stěny, za předpokladu, že vnější stěna přitom vymezuje větší počet otvorů rámovou konstrukcí, iv) zalomení v částech vnější stěny a v částech výztuží na svých vnějších okrajích obklopují obvod každého otvoru, k přizpůsobení v každém otvoru desky opatřené otvory,

v) větší počet kovových desek opatřených otvory je rozměrově přizpůsoben v zalomení okolo otvorů, vi) větší počet zvlákňovacích otvorů je vytvořen v každé desce opatřené otvory, kterými se může vést roztok celulózy za vzniku filamentů, a vii) desky opatřené otvory jsou přivařeny v zalomení k rámové konstrukci a výztuže jsou okolo celého obvodu každé desky opatřené otvory.

Tento vynález dále skýtá způsob výroby zvlákňovací trysky pro výrobu většího počtu celulózových filamentů z roztoku celulózy (výhodně v terciárním aminoxidu), kterýžto způsob je vyznačen tím, že

i) opatří se rámová konstrukce z nerezavějící oceli včetně vnější stěny obecně obdélníkového tvaru v půdorysu, kde vnější stěna vymezuje prostor hloubky mezi dvěma okraji stěny, rovný hloubce zvlákňovací trysky, přičemž obdélníková rámová konstrukce má délku a šířku, kde délka je větší než šířka tak, jak je definována hlavní osa a vedlejší osa, ii) na jednom obvodovém okraji stěny se opatří vně se rozprostírající příruba, která obklopuje obvod stěny spojené se stěnou, iii) opatří se ve vnější stěně alespoň jedna hlavní osová vnitřní vyztužující stěna a alespoň jedna vedlejší osová vnitřní vyztužující stěna, které jsou příčně k hlavní osové vyztužující stěně, vymezující větší počet otvorů rámovou konstrukcí,

Ί iv) vytvoří se zalomení v částech vnější stěny a částech vyztužení na vnějších okrajích, které obklopují obvod každého otvoru, k přizpůsobení v každém otvoru desky opatřené otvory,

v) vytvoří se každé vyztužení s kuželovitým horním okrajem odlehlým od zalomeného okraje, vi) vytvoří se větší počet desek opatřených otvory z nerezavějící oceli, o rozměru přizpůsobeném v zalomení okolo otvorů, vii) vytvoří se větší počet zvlákňovacích otvorů v každé desce opatřené otvory, kterými se může vést roztok celulózy za vzniku filamentů, přičemž otvory jsou kuželovité tak, že mají větší průměr na straně desky opatřené otvory než na druhé straně, viii) následně se vytvoří zvlákňovací otvory v každé z desek opatřených otvory, při umístění desek opatřených otvory do zalomení v otvorech se stranou z desky opatřené otvory, která má větší průměr části otvorů ve směru proti spodku zalomení, a ix) elektronovým paprskem se přivaří desky opatřené otvory k rámové konstrukci a výztužím okolo celého obvodu každé desky opatřené otvory.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude nyní dále popsán na příkladech v souvislosti s připojenými výkresy, kde:

Obr. ΙΑ, 1B a 2A a 2B ilustrují vnější úpravu zvlákňovací trysky jednoduchého miskového tvaru a typ skupinové trysky podle dosavadního stavu techniky.

Obr. 3 je axonometrický pohled na zvlákňovací trysku podle tohoto vynálezu.

Obr. 4 je půdorysný pohled z obr. 3.

Obr. 5 je pohled v průřezu z obr. 3.

Obr. 6 je zvětšený pohled na roh z obr. 5.

Obr. 7 je další zvětšený pohled z obr. 6.

Obr. 8 je axonometrický pohled na desku opatřenou otvory.

Obr. 9A až 9G jsou axonometrické pohledy na části desek opatřených otvory.

Obr. 10 je pohled na průřezu otvoru.

Obr. 11 je axonometrický pohled na zvlákňovací trysku.

V souvislosti s obr. 1A a IB je ukázána zvlákňovací tryska podle dosavadního stavu techniky (viz pohled v průřezu na obr. ΙΑ), ve formě miskové desky (viz čelní pohled na obr. IB), která je spojena do jednoho celku s částí tvořenou přírubou 2. Příruba je sevřena mezi velkou matku 2» našroubovanou do zadní části hlavy 4 trysky. Na druhém konci hlavy trysky je připojena přes vhodný spojovací člen 5, k potrubí 6 pro dodávání roztoku určeného pro zvlákňování, obecně označovaného jako zvlákňovací roztok. Tak zařízení podle dosavadního stavu techniky má větší počet otvorů 7, vytvořených v základně 2 ^z misky, aby se ze zvlákňovaciho roztoku vyrobily filamenty, které tvoří vlákno.

V případě takové zvlákňovací trysky použité pro výrobu viskózového hedvábí by se zvlákňovací tryska měla ponořit do zvlákňovací lázně, k regeneraci celulózových vláken ze zvlákňovacího roztoku, jak se zavádí do zvlákňovací lázně.

Pro výrobu kontinuálních viskózových filamentů by počet otvorů 7 měl být v rozmezí od 10 do 100.

Pro výrobu kabele (o větším počtu v podstatě paralelních filamentů, které se používají jako takové) nebo staplového vlákna (malá délka vyráběných jednotlivých vláken se dosahují nastřiháním kabele) může počet otvorů ]_ vzrůst na vskutku velmi vysokou úroveň. Ústrojí tohoto typu podle dosavadního stavu techniky může být obvykle tvořeno o délce asi 10 cm v průměru a může mít kolem 50 000 otvorů. Otvory mohou být seřazeny do vzorů, jako do segmentů, jak je například ilustrováno v Ullmanově encyklopedii, 5.vyd., sv. A10, str. 554.

Z důvodů naznačených výše, zvýšení počtu otvorů ve zvlákňovací trysce může být příčinou problémů při praktické výrobě, které jsou spojeny s tím, že je skutečně nemožné snížit statisticky defektní poměr na nulu. Jednou odpovědí na tento problém je použití skupinové trysky typu ilustovaného na obr. 2A, 2B. Část skupinové trysky ilustrované na obr. 2A účinně nahrazuje miskovou desku 1 a matici 3 a je přišroubována vnitřním závitem do zadního člena 4, jak je ilustrováno na obr. IA. Při ztělesnění ilustovaném na obr.

2A a 2B skupinová tryska zahrnuje v podstatě kovový miskový člen 9, který má vnitřní závit 10 uvedený výše a je vytvořena řadou osazených otvorů 11. Tyto otvory mají větší průměr 12 na vnitřní straně a menší průměr 13 na vnější straně.

V osazených otvorech 11 jsou umístěny řady vložek, jako vložka 14, které naopak mají spojenou přírubu 15, prstencovou stěnu 16 a základnu 17. Zvlákňovací otvory 18 jsou vytvořeny v základně 17. U ústrojí podle dosavadního stavu techniky jsou vložky vloženy z vnitřku základního držáku tak, že působením tlaku zvlákňovacího roztoku na vložky dochází k působení zvlákňovacího roztoku v úzkém kontaktu s vložkami 12, co nutí vložky do styku s kuželovitou částí 13 otvorů. Účelem vložení vložek z vnitřní strany je zvýšit uzavření vložek do otvorů působením stlačeného zvlákňovacího roztoku ve směru k zvýšenému uzavření. Pokud je to zapotřebí, každá vložka může být zašroubována do otvoru nebo může být zadržována v otvoru tím, že se v části 12 otvoru vytvoří vnitřní závit a vyřeže závit trubicovitého vnějšího člena (neznázorněn) v závitem opatřené části 12 otvoru 11. Vložky 14 mohou vystupovat na druhé straně povrchu 18 členu 9. To může být jasně vidět v článku v Ullmanově Encyklopedii zmíněném výše, sv. A10, str. 554 /1987/.

V souvislosti s obr.3 až 8 je ukázána zvlákňovací tryska podle tohoto vynálezu. Zvlákňovací tryska je v podstatě obdélníkového tvaru, jak je znázorněno na obr. 3. Zvlákňovací tryska je obecně vypuklého kloboukovéto tvaru a má obdélníkovou vnější stěnu 20 s připojeným horním přírubovým členem 21. Přírubový člen může být opatřen otvory Řada vyztužujících stěn 22., 23., 24 je umístěna ve stěně 20 a s nimi spojena nebo na ně navařena. Výztužová struktura může, v případě jednotného celku, být obráběna z jediného plechu nebo tenké desky. Vyztužující stěny 22 a 23 jsou vytvořeny v podélném směru k hlavní ose zvlákňovací trysky a vyztužující stěna 24 leží příčně k hlavní ose v podélném směru k vedlejší ose zvlákňovací trysky. Vyztužující stěny tvoří, dohromady s vnějšími stěnami 20, řadu otvorů nebo oken, jako je otvor 25. Materiálem, ze kterého jsou vnější stěna a výztuž vytvořeny, je výhodně nerezavějící ocel a obzvláště výhodně nerezavějící ocel AISI kód 304. Horní stěny výztuží 22, 23 a 24 jsou tvarovány kuželovité do formy linií v podstatě s břitovým okrajem, jako linií 27, 28., 29.

Britovy okraj 27 výztuže 24 je středově umístěn na výztuži, ale břitové okraje 28, 29 výztuží 22 a 23 (viz obr. 5) jsou umístěny na jedné straně přepážkového člena, takže vzdálenosti d jsou si vždy rovny, a proto ježto otvory jsou vždy stejné délky, plochy otvorů jsou vždy stejné. To znamená, že projdou při použití v podstatě stejná množství zvlákňovacího roztoku do každého otvoru. Použití kuželovitých výztuží snižuje tlakovou ztrátu zvlákňovacího roztoku na druhé straně trysky, v porovnání s plochou vrchní části výztuží.

Na svých nižších koncích jsou obvodová vnější stěna 20 a vyztužující stěny 22, 23., 24 definovány nižšími okraji otvoru. Dno každé z vyztužujících stěn leží ve stejné rovině 30 jako základna vnější stěny 20. Okolo každého tvoru jsou zalomení, jak označeno vztahovou značkou 31, k připojení desky 32 opatřené otvory. Deska 32 opatřená otvory je také vytvořena z nerezavějící oceli, v tomto případě z nerezavějící oceli AISI kód 430. Deska 32 opatřená otvory je tvořena řadou otvorů zvlákňovací trysky, zhotovených obvyklou zpracovatelskou technikou tak, jak popisuje Schwab z Enka v Fiber Producer, str. 42 až 50 /prosinec 1978/ nebo Langley ze Spinning Services and Systems v Fiber Producer, str. 14 až 18 a 74 a 75 /duben 1978/, přičemž obsah obou článků se zde zahrnuje do známého stavu techniky. Otvory zvlákňovací trysky jsou výhodné upraveny do kužele, ve formě jako je znázorněna na obr. 7, takže mají delší vnitřní průměr na vnitřní straně trysky a užší průměr na vnější straně trysky. Desky, které se mají vyrobit, se potom umístí do zalomení 31 v rámové konstrukci a výztuží zvlákňovací trysky a svařují elektronovým paprskem okolo obvodu, jak naznačeno vztahovou značkou 33, k utěsnění desek v otvorech.

Při výběru desek 32 má být dosaženo stejné tloušťky jako je hloubka zalomení 31 a při použití elektronového paprsku ke svařování spodní strana zvlákňovací trysky má mít hladký povrch a má být účinně uložena v jedné rovině 30♦

Protože v deskách 32 opatřených otvory se mohou otvory vytvořit před namontováním desek do trysky a protože tyto desky jsou v podstatě obdélníkové formy a ploché, snadno se s nimi manipuluje a snadno se děrují. Není zapotřebí děrovat otvory do miskového přírubového člena, jak bylo nezbytné u vnější úpravy podle dosavadního stavu techniky. To znamená, že otvory se mohou vhodně děrovat u desky velmi blízko okrajů. To naopak znamená, že zvlákňovací otvory mohou přijít velmi blízko k vnějším stěnám desky a velmi blízko k vyztužujícím stěnám. Použití svařování pomocí elektoronového paprsku snižuje na minimum deformaci montážního celku. Při použití nerezavějící oceli o dvou zvláštních jakostech, jak jsou uvedeny výše, ocel měkčí jakosti používaná pro desky opatřené otvory se může děrovat k vyrobení tvarovaných zvlákňovacích otvorů, zatímco je stále schopna být přivařena na materiál rámu. Elektronový paprsek pro svařování je výhodný, protože vede ke způsobu získávání vysoce integrálního spojení bez deformace desek ve větším rozsahu, než je zapotřebí. Alternativní metoda svařování by zahrnovala svařování laserem nebo svařování plasmovým obloukem.

Proto může být zřejmé, že zvlákňovací tryska má hladkou spodní stranu a může se snadno vyrobit z malých komponent s ohledem na desky opatřené otvory, zatímco poskytuje velkou plochu pro produkci velkého počtu jednotlivých vláknových pramenů.

Kovové desky 32 vhodně mají tloušťku v rozmezí od 0,5 do 3 mm. Použití svařované konstrukce umožňuje, aby desky vydržely vysoké vnitřní tlaky, kterým jsou vystaveny při použití. To znamená, že desky mohou být tenké asi 0,5 mm, zatímco stále umožňují vysoký tlak zvlákňovací kapaliny určené k použití při výrobním procesu. Při jiném provední se mohou použít tlustší desky, jako desky o tlouštce 0,75, 1, 1,25, 1,5, 2, 2,5 nebo 3 mm. Desky mohou být takřka libovolné délky ve směru hlavní osy, když se desky vyztužují svařováním na libovolné z vedlejších os. Obvyklá šířka desky může být přibližně 50 mm, ale deska může být široká 10, 15, 20, 25,

30, 35 nebo 45 mm. Desky mohou být až 500 mm dlouhé nebo rovněž delší a obvykle mohou být dlouhé 100, 150, 200, 250, 300, 350 nebo 400 mm, přičemž poměr délky k šířce může být v rozmezí od 1:1 do 50:1.

Použití desky z nerezavějící oceli AISI kód 430 pro desku 32 opatřené otvory umožňuje, aby otvory byly snadno děrovány deskou. Otvory jsou umístěny v pravidelném uspořádání na deskách. Obr. 9A až 9G ukazují výhodné formy pravidelného uspořádání.

Na obr. 9A jsou otvory 57, 58 umístěny v rozích rovnostranných trojúhelníků se základnami a vrcholy torjúhelníků umístěnými paralelně na jednom okraji 40 desky opatřené otvory.

Na obr. 9B jsou otvory 41 umístěny v rozích šestiúhelníka, přičemž šestiúhelníky mají jednu hranu paralelně k okraji 42 desky opatřené otvory.

Na obr. 9C jsou otvory umístěny v rozích rovnoramenných trojúhelníků se základnou rovnoramenných trojúhelníků, které jsou v menší vzdálenosti než u rovnostranných odvěsen. Základny mohou být alternativně delší než odvěsny. Základny jsou uspořádány paraleleně s okrajem 44 desky opatřené otvory.

Na obr. 9D jsou otvory 45 umístěny v rozích čtverců s hranami paralelně k okraji 46 desky opatřené otvory.

Na obr. 9E jsou otvory 47 umístěny v rozích diamantů s diagonálami diamantu paralelně k okraji 48 desky opatřené otvory.

Na obr. 9F jsou otvory seřazeny ve dvou střídajících se řadách 49, 50 se řadami, které jsou v pravých úhlech k okraji 51 desky opatřené otvory. Je nezbytné, aby řady byly kolmo k desce opatřené otvory, například na obr. 9G jsou otvory 52 seřazeny v liniích, jako linii 53, která svírá úhel 54 ke kolmici 55 k okraji 56 desky opatřené otvory.

Obvykle může být 2775 otvorů na desku opatřenou otvory, přičemž vložkové vzdálenosti od středu ke středu pro otvory jsou v rozmezí od 0,7 do 1,5 mm, obvykle 1,2 mm. Tak v případě otvorů ilustrovaných na obr. 9A, každý otvor 57 by měl být vzdálen 1,2 mm od svého nejbližšího sousedního otvoru 58. Je zřejmé, že v případě otvorů seřazených v rozdílném vložkovém uspořádání mezistředová vzdálenost bude odlišná od jednoho otvoru k druhému.

Průřez obvyklým otvorem je znázorněn na obr. 10. Otvor je v podstatě trubka otvírající se na jednom konci, která má v podstatě paralelní část 60, jež má vnitřní průměr 61 a délku 62. Výše uvedenou paralelní částí 60 je kuželovitá část 63. Délka 62 úzké části 60 je přibližně rovna průměru 61 úzké části 60.. Délka otvoru je vysoce účinná pro vytvoření délky kapilární nebo v podstatě paralelní části 60.

Kuželovitá část 63 je vysoce účinná, co znamená, že doručuje zvlákňovaci roztok do části 60 otvoru. Část 60 otvoru může mít průměr 25, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120 nebo 150 μπι, v závislosti na případném titru (decitex) vlákna, které se má vyrábět za použití zvklákňovací trysky. Délka 62 může být rovna průměru 61 nebo může být v rozmezí od 0,1- do 10- nebo od 0,5- do 2-násobku průměru 61.

Otvory ve zvlákňovací trysce mohou být zhotoveny libovolným běžným způsobem, obvykle vrtáním, děrováním a protlačováním. Typické výrobní procesy jsou popsány v článcích zmíněných výše, které publikoval Schwab a Langley ve Fiber Producer”.

Ve zvlákňovací trysce podle tohoto vynálezu není podstatné, aby všechny otvory měly stejný průměr ve své kapilární části 60.

V souvislosti s obr. 11 je znázorněn půdorysný pohled na zvlákňovací trysku, která má přírubu 70 a obsahuje šest desek 71, 72, 73. 74, 75 a 76 opatřenách otvory. Desky opatřené otvory jsou přivařeny do rámové konstrukce způsobem ilustrovaným na obr. 3 až 8. Na kterékoli straně desek 71,

72, 73 a 74 opatřených otvory v oblastech 71A. 71B až 74A.

74B kapilární část otvorů je o přibližně 10 % větší v průměru než kapilární část zbývajících částí desek 71, 72, 73 a 74. Podobně kapilární části otvorů v oblastech 75A, 75B a 76A,

76B jsou přibližně o 10 % větší v průměru než otvory ve zbývajících částech desek 75 a 76 opatřených otvory.

Spíše než je možné dosáhnout kuželovité části 63 jako hladkého kužele, může být snadnější vytvořit kužel v řadách komole kuželovitých oblastí, které splynou do paralelní části 60.

Svařovaná struktura zvlákňovací trysky podle tohoto vynálezu má řadu velmi významných předností proti strukturám podle dosavadního stavu techniky.

Svařovaná struktura dovoluje používat tenké desky opatřené otvory, přičemž ještě dává možnost, aby byla poskytnuta velká plocha, která se může opatřit otvory. Tenká deska opatřená otvory se může navařit na rámovou konstrukci tak, že odolává deformačním účinkům, které se vyskytují při použití zvlákňovacího roztoku o vysokém tlaku. Tato přednost je zvláště významná, pokud se používá zvlákňovací trysky se zvlákňovacím roztokem o vysoké viskozitě. Použití zvlákňovacích roztoků o vysoké viskozitě nezbytně znamená, že pokud se pro vysoké prosazení vyžaduje vysokých tlaků, jako až do 20,0 MPa, musí se použít vhánění zvlákňovacího roztoku otvory.

Svařovaná struktura také snižuje mrtvé prostory ve zvlákňovací trysce, ve kterých by zvlákňovací roztok mohl stagnovat. To jinak můž zvýšit nerovnoměrné zvlákňování, zvláště v případě zvlákňování horkého zvlákňovacího roztoku do studené oblasti. Svařovaná struktura se může snadno vyrobit s hladkým povrchem.

Ještě další výhodou je to, že umožňuje obdélníkovou vnější úpravu, která se snadno vyrábí. Protože se desky mohou předem vyrobit před navařením na rámovou konstrukci, desky mohou mít otvory velmi blízko ke svým okrajům. Desky mohou být vždy stejné velikosti, co znamená, že se desky opatřené otvory mohou vyrábět na opakujícím se základě a pokud jedna deska obsahuje deformované otvory, potom pouze jedna deska potřebuje být vyřazena. Proto v porovnání se zvlákňovací tryskou s jedinou velikou deskou, výrobek podle tohoto vynálezu je mnohem snadnější vyrobit a je mnohem méně citlivý na deformaci za tlaku. Jestliže jsou použity za tlaku desky jediné trysky typu ilustrovaného na obr. 1A, je velmi obtížné vyrobit takovou trysku s otvory velmi blízko k okrajům, protože je obtížné pracovat uvnitř miskového člena. Jestliže se použije pouze jediné desky, je zapotřebí, aby byla tenká, aby se vyhnulo zborcení, což znamená, že je obtížné vytvořit otvory skrz desku, které jsou navzájem velmi blízko.

Použití nerezavějící oceli AISI kód 430 (která obsahuje 16 až 18 % hmotnostních chrómu, má nízkou úroveň obsahu niklu, méně než 0,5 % hmotnostního, nízkou úroveň obsahu manganu, méně než 0,5 % hmotnostního, a nízkou úroveň obsahu molybdenu, méně než 0,5 % hmotnostního, stejně jako má nízkou úroveň obsahu uhlíku, méně než 0,12 % hmotnostního) je významné v tom, že se desky mohou děrovat a svařovat, zatímco stále jsou schopny odolávat používaným stavům.

Claims (19)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zvlákňovací tryska, vyznačující se tím, že je tvořena deskou (32) z kovu opatřenou otvory, přičemž deska (32) má větší počet otvorů pro zvlákňování tvarovaného produktu ze zvlákňovacího roztoku, a deska (32)' opatřená otvory je navařena okolo svého okraje ke kovovému ? rámovému členu (20, 22, 23, 24). I
2. 2. Zvlákňovací tryska pro zvlákňování většího počtu celulózových filamentů z roztoku celulózy v rozpouštědle, k< zvlákňovací tryska má rámový člen (20) vymezující část, jejímiž otvory se vede roztok za vzniku filamentů, vyznačující se tím, že otvory nejbližší k rámovému členu (20) jsou větší v průměru (61), ve své nejmenší části (60) průměru, než otvory v oblasti vzdálenější od rámového člena (20).
3. 3. Zvlákňovací tryska podle nároku 2, vyznačující se tím, že část, kterou se vede roztok k vytvoření filamentů, zahrnuje deskou (32) z kovu opatřenou otvory, která má od 500 do 10 000 otvorů.
4. 4. Zvlákňovací tryska podle nároku 1 nebo 3, vyznačující se tim, že rámový člen (20) má na svém konci protilehlém k desce (32) opatřené otvory vně protaženou připojenou přírubu (21).
5. 5. Zvlákňovací tryska podle nároku 1, 3 nebo 4, vyznačující se tím, že deska (32) opatřená otvory je přivážená elektronovým paprskem k rámovému členu (20, 22, 23, 24).

   JAIOIMISVIA

   CH3Λ0 SAWQbd avy a

   9 6 JI J Z

   OT^Oa y K I 1; i o e

   •(•o
6. 6. Zvlákňovací tryska podle některého z nároků 1 a

   2 až 5, vyznačující se tím, že přírubový člen (20) má zalomení (31), do kterého je umístěn nebo navařen deskový člen (32) opatřený otvory.
7. 7. Zvlákňovací tryska podle nároku 6, vyznačují c í se t í m, že je osazena větším počtem desek (32) opatřených otvory, z nichž každá má tlouštku v rozmezí od 0,5 do 3 mm, která odpovídá v podstatě hloubce zalomezí (31) .
8. 8. Zvlákňovací tryska podle některého z nároků 1 a 3 až 7, vyznačující se tím, že deska (32) opatřená otvory je z nerezavějící oceli, výhodně z nerezavějící oceli jakosti AISI kód 304.
9. 9. Zvlákňovací tryska podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že rámová konstrukce je z nerezavějící oceli, výhodně z nerezavějící oceli jakosti AISI kód 304.
10. 10. Zvlákňovací tryska podle některého z nároků la3 až 9,vyznačující se tím, že rámový člen (20) je obdélníkový a deska (32) opatřená otvory je navařena do rámového člena (20) tak, že má obvod vnitřní strany desky (32) opatřené otvory přiléhající k rámovému členu (20) a tím, že zvlákňovací otvory (60) jsou kuželovité ve vnitřním průměru a jsou větší na vnitřní straně desky (32) opatřené otvory.
11. 11. Zvlákňovací tryska podle některého z nároků la3 až 9,vyznačující se tím, že průměr (61) otvorů ve středové oblasti desky opatřené otvory je menší než průměr otvorů přiléhajících alespoň k jednomu okraji (71A, 71B, 72A, 72B, 73A, 73B, 74A, 74B, 75A, 75B, 76A, 76B) desky (71, 72, 73, 74, 75, 76).
12. 12. Zvlákňovací deska podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je opatřena alespoň jednou vnitřní výztuží (22, 23, 24) uvnitř kovového rámu (20), k dosažení alespoň dvou procházejících otvorů (25), přičemž otvory (25) jsou obdélníkové.
13. 13. Zvlákňovací tryska podle nároku 12, v y z n a čující se tím, že výztuže (22, 23, 24) jsou tvarovány kuželovité na svých horních okrajích a kužely jsou formovány tak, že plocha každého otvoru (25) na vstupu, která je definována kuželovými okraji, je rovna.
14. 14. Zvlákňovací tryska podle nároku 13, v y z n a čující se tím, že horní okraj výztuží (22, 23,

    24) leží v podstatě ve stejné rovině jako horní plocha příruby (21) rámového člena.
15. 15. Zvlákňovací tryska pro výrobu většího počtu celulózových filamentů z roztoku celulózy v rozpouštědle pro celulózu, vyznačující se tím, že

    i) kovová rámová konstrukce zahrnuje vnější stěnu (20) obecně obdélníkového tvaru v půdorysu, kde vnější stěna vymezuje prostor hloubky mezi dvěma okraji stěny rovnými k hloubce zvlákňovací trysky, přičemž obdélníková rámová konstrukce má délku a šířku, kde délka je větší než šířka tak, jak je definována hlavní osa a vedlejší osa, ii) vně se rozprostírající příruba (21) obklopuje obvod stěny (20) spojené se stěnou, iii) alespoň jedna hlavní osa vnitřní vyztužující stěny (22, 23) a alespoň jedna vedlejší osa vnitřní vyztužující stěny (24) jsou příčně k hlavní ose vyztužující stěny (22, 23), za předpokladu, že vnější stěna (20) přitom vymezuje větší počet otvorů (25) rámovou konstrukcí, iv) zalomení (31) v částech vnější stěny (20) a v částech výztuží (22, 23, 24) na svých vnějších okrajích obklopují obvod každého otvoru (25), k přizpůsobení v každém otvoru desky (32) opatřené otvory,

    v) větší počet kovových desek (32) opatřených otvory je rozměrově přizpůsoben v zalomeních (31) okolo otvorů (25) , vi) větší počet zvlákňovacích otvorů je vytvořen v každé desce (32) opatřené otvory, kterými se může vést roztok celulózy za vzniku filamentů, a vii) desky (32) opatřené otvory jsou přivařeny v zalomení k rámové konstrukci (20) a výztuže (22, 23,24) jsou okolo celého obvodu každé desky (32) opatřené otvory.
16. 16. Způsob výroby zvlákňovací trysky pro výrobu většího počtu celulózových filamentů z roztoku celulózy, vyznačující se tím, žei) opatří se rámová konstrukce z nerezavějící oceli včetně vnější stěny (20) obecně obdélníkového tvaru v půdorysu, kde vnější stěna (20) vymezuje prostor hloubky mezi dvěma okraji stěny, rovný hloubce zvlákňovací trysky, přičemž obdélníková rámová konstrukce má délku a šířku, kde délka je větší než šířka tak, jak je definována hlavní osa a vedlejší osa, ii) na jednom obvodovém okraji stěny (20) se opatří vně se rozprostírající příruba (21), která obklopuje obvod stěny spojené se stěnou (20), iii) opatří se ve vnější stěně (20) alespoň jedna hlavní osová vnitřní vyztužující stěna (22, 23) a alespoň jedna vedlejší osová vnitřní vyztužující stěna (24), které jsou příčně k hlavní osové vyztužující stěně (22,

    23), vymezující větší počet otvorů (25) rámovou konstrukcí, iv) vytvoří se zalomení (31) v částech vnější stěny (20) a částech vyztužení (22, 23, 24) na vnějších okrajích, které obklopují obvod každého otvoru (25), k přizpůsobení v každém otvoru (25) desky (32) opatřené otvory,

    v) vytvoří se každé vyztužení (22, 23, 24) s kuželovitým horním okrajem (27, 28, 29) odlehlým od zalomeného okraje, vi) vytvoří se větší počet desek (32) opatřených otvory z nerezavějící oceli, o rozměru přizpůsobeném v zalomení (31) okolo otvorů (25), vii) vytvoří se větší počet zvlákňovacích otvorů (60) v každé desce (25) opatřené otvory, kterými se může vést roztok celulózy za vzniku filamentů, přičemž otvory jsou kuželovité tak, že mají větší průměr na straně desky (25) opatřené otvory než na druhé straně, viii) následně se vytvoří zvlákňovací otvory v každé z desek (32) opatřených otvory, při umístění desek (32) opatřených otvory do zalomení (31) v otvorech (25) se stranou z desky (32) opatřené otvory, která má větší průměr části otvorů ve směru proti spodku zalomení (31), a ix) elektronovým paprskem se přivaří desky (32) opatřené otvory k rámové konstrukci (20) a výztužím (22, 23,

    24) okolo celého obvodu každé desky (32) opatřené otvory.
17. 17. Způsob podle nároku 15 nebo 16, vyznačující se tím, že kovová rámová konstrukce (20) a vnitřní výztužové stěny (22, 23, 24) jsou obrobeny z tuhého plechu.
18. 18. Způsob podle nároku 15, 16 nebo 17, v y z n a čujíci se tím, že nejmenší průměr otvorů je v rozmezí od 25 do 200 μιη.
19. 19. Způsob podle některého z nároků 15 až 18, vyznačující se tím, že otvory jsou rozestavěny jeden od druhého ve vzdálenosti od středu ke středu v rozmezí od 0,5 do 3 mm.